JP7383425B2 - EGR valve failure diagnosis method and exhaust gas recirculation device - Google Patents
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Description
本発明は、排気再循環装置を構成するＥＧＲバルブの故障診断に係り、特に、故障診断の精度、信頼性の向上等を図ったものに関する。 The present invention relates to failure diagnosis of an EGR valve that constitutes an exhaust gas recirculation system, and particularly relates to a system that improves the accuracy and reliability of failure diagnosis.
従来から、内燃機関の排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために、排気の一部を燃料室に帰還させる排気再循環装置が用いられることは良く知られているとおりである（例えば、特許文献１等参照）。
排気に対する規制が年々厳しくなる近年、自動車両における排気再循環装置の重要度はますます高くなってきており、構成部品の故障等の不具合に対する確実で信頼性の高い方策が求められつつある。
It is well known that in order to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas of internal combustion engines, exhaust recirculation devices that return part of the exhaust gas to the fuel chamber have been used. (For example, see Patent Document 1, etc.).
In recent years, as regulations regarding exhaust gas have become stricter year by year, the importance of exhaust gas recirculation devices in automobiles has become increasingly high, and there is a growing need for reliable and reliable measures against malfunctions such as failure of component parts.
例えば、吸気管と排気管とを連通する連通路に設けられるＥＧＲバルブは、排気の再循環量を調節する重要な構成品であるため、その故障の有無は早期に確実に検出される必要がある。
かかるＥＧＲバルブには、例えば、経年変化等に起因して穴空きが生ずることがある。
For example, the EGR valve installed in the communication passage that connects the intake pipe and the exhaust pipe is an important component that regulates the amount of exhaust gas recirculated, so it is necessary to detect failures early and reliably. be.
For example, holes may be formed in such an EGR valve due to aging or the like.
従来、このようなＥＧＲバルブの穴空きを検出する手法としては、例えば、排気再循環制御処理において演算算出される目標吸入空気量と、センサーにより検出された実際の吸入空気量（実吸入空気量）を比較して、穴空きの有無を判定する方法がある。 Conventionally, as a method for detecting such a hole in the EGR valve, for example, the target intake air amount calculated in the exhaust gas recirculation control process and the actual intake air amount detected by a sensor (actual intake air amount ) to determine the presence or absence of holes.
しかしながら、上述の方法の場合、ＮＯｘ低減のため目標吸入空気量を低く設定した場合、上述の目標吸入空気量と実吸入空気量との間の偏差が十分確保できなくなるため、エミッションが車両に備えられたＯＢＤ（On-board diagnostics）と称される自己診断機能による規制値を越える前に穴空きを検出することができなくなるという問題がある。 However, in the case of the above method, if the target intake air amount is set low to reduce NOx, it will not be possible to ensure a sufficient deviation between the target intake air amount and the actual intake air amount, so the emissions will be There is a problem in that a self-diagnosis function called OBD (On-board diagnostics) cannot detect a hole before it exceeds a regulation value.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、車両の走行特性に極力影響を与えることなくＥＧＲバルブの穴空きを確実に検出可能とする信頼性の高いＥＧＲバルブ故障診断方法及び排気再循環装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a highly reliable EGR valve failure diagnosis method and exhaust gas recirculation that can reliably detect a hole in the EGR valve without affecting the driving characteristics of a vehicle as much as possible. It provides equipment.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るＥＧＲバルブ故障診断方法は、
車両に搭載された排気再循環装置のＥＧＲバルブの故障診断方法であって、
前記車両が惰性走行状態となり、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度が全閉状態、又は、全閉状態相当の所定の開度範囲となった後、前記ＥＧＲバルブを全開とし、しかる後、第２の遅延時間経過後に、直近に算出されたエアマス比から、予め算出されたエアマス比の初期値を減算して求められるエアマス比変動量が、所定の閾値である変動量閾値を下回っている場合に、前記ＥＧＲバルブの穴空きによる故障と診断し、
前記エアマス比は、吸気管における吸入空気の変化をモデル化した吸気モデルに基づいて算出された理論上の吸入空気量に対する、実測された吸入空気量の比として、所定の間隔で逐次算出され、
前記第２の遅延時間は、前記ＥＧＲバルブの全開時点から前記ＥＧＲバルブが全閉とされるまでの時間とされるよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る排気再循環装置は、
車両に搭載された内燃機関の排気管と吸気管を連通する連通路に、電磁制御式のＥＧＲバルブが設けられ、電子制御ユニットによる前記ＥＧＲバルブの動作制御によって前記連通路の連通状態を可変し、排気の一部を吸気側に還流可能に構成されてなる排気再循環装置であって、
前記電子制御ユニットは、
吸気管における吸入空気の変化をモデル化した吸気モデルに基づいて算出された理論上の吸入空気量に対する、実測された吸入空気量の比であるエアマス比を所定の間隔で逐次算出する一方、
前記車両が惰性走行状態となり、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度が全閉状態、又は、全閉状態相当の所定の開度範囲となった後、前記ＥＧＲバルブを全開とし、しかる後、第２の遅延時間経過後に、直近に算出されたエアマス比から、予め算出されたエアマス比の初期値を減算して求められるエアマス比変動量が、所定の閾値である変動量閾値を下回っている場合に、前記ＥＧＲバルブの穴空きによる故障と診断するよう構成されてなり、
前記第２の遅延時間は、前記ＥＧＲバルブの全開時点から前記ＥＧＲバルブが全閉とされるまでの時間とされるよう構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, the EGR valve failure diagnosis method according to the present invention includes:
A method for diagnosing a failure of an EGR valve of an exhaust gas recirculation device installed in a vehicle, the method comprising:
After the vehicle enters a coasting state and the opening degree of the EGR valve reaches a fully closed state or a predetermined opening range equivalent to the fully closed state, the EGR valve is fully opened, and then the second After the delay time has elapsed, if the amount of air mass ratio fluctuation obtained by subtracting the initial value of the air mass ratio calculated in advance from the most recently calculated air mass ratio is less than the fluctuation amount threshold that is a predetermined threshold, Diagnosed as a failure due to a hole in the EGR valve,
The air mass ratio is calculated successively at predetermined intervals as a ratio of an actually measured intake air amount to a theoretical intake air amount calculated based on an intake model that models changes in intake air in the intake pipe ,
The second delay time is configured to be the time from when the EGR valve is fully opened to when the EGR valve is fully closed .
Furthermore, in order to achieve the above object of the present invention, the exhaust gas recirculation device according to the present invention includes:
An electromagnetically controlled EGR valve is provided in a communication passage that communicates an exhaust pipe and an intake pipe of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and the communication state of the communication passage is varied by controlling the operation of the EGR valve by an electronic control unit. , an exhaust gas recirculation device configured to be able to recirculate part of the exhaust gas to the intake side,
The electronic control unit includes:
The air mass ratio, which is the ratio of the actually measured intake air amount to the theoretical intake air amount calculated based on an intake model that models changes in intake air in the intake pipe, is calculated at predetermined intervals, while
After the vehicle enters a coasting state and the opening degree of the EGR valve reaches a fully closed state or a predetermined opening range equivalent to the fully closed state, the EGR valve is fully opened, and then the second After the delay time has elapsed, if the amount of air mass ratio fluctuation obtained by subtracting the initial value of the air mass ratio calculated in advance from the most recently calculated air mass ratio is less than the fluctuation amount threshold that is a predetermined threshold, configured to diagnose a failure due to a hole in the EGR valve ,
The second delay time is configured to be the time from when the EGR valve is fully opened to when the EGR valve is fully closed .
本発明によれば、車両が惰性走行状態にある場合に故障診断が実行されるよう構成されており、故障が疑われる場合のみＥＧＲバルブを全開状態とするため、従来と異なり車両の動作に殆ど影響を与えることがないばかりか、車両の動作の影響を受けることが少なく、従来に比してより信頼性の高い故障診断を得ることができるという効果を奏するものである。 According to the present invention, the fault diagnosis is performed when the vehicle is in a coasting state, and the EGR valve is fully opened only when a fault is suspected. Not only does it have no influence, but it is also less affected by the operation of the vehicle, and has the effect of being able to obtain a more reliable fault diagnosis than in the past.
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図５を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断方法が適用される排気再循環装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における排気再循環装置は、基本的に従来と同様の構成を有してなるものである。
なお、図１に示された構成例は、排気再循環装置の主要な構成品のみを示した概略構成例である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
Note that the members, arrangement, etc. described below do not limit the present invention, and can be variously modified within the scope of the spirit of the present invention.
First, a configuration example of an exhaust gas recirculation device to which an EGR valve failure diagnosis method according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The exhaust gas recirculation device according to the embodiment of the present invention basically has the same configuration as the conventional one.
The configuration example shown in FIG. 1 is a schematic configuration example showing only the main components of the exhaust gas recirculation device.
まず、内燃機関としてのエンジン１の吸気口１ａには、燃料の燃焼のために必要な空気を取り入れる吸気管２が、また、排気口１ｂには、排気のための排気管３が、それぞれ接続されている。
First, an
そして、吸気管２の吸気口１ａ近傍の適宜な部位と、排気管３の排気口１ｂ近傍の適宜な部位の間には、双方を連通する連通路としての排気再循環通路４が設けられている。
この排気再循環通路４には、排気再循環通路４の連通状態、換言すれば、排気の還流量を調整する電磁制御式のＥＧＲバルブ５が設けられている。これにより、ＥＧＲバルブ５の開度に応じて排気を吸気側に還流可能となっている。
An exhaust
This exhaust
また、排気管３において排気再循環通路４より下流側に設けられた可変タービン６と、吸気管２において排気再循環通路４より上流側に設けられたコンプレッサ７とを主たる構成要素としてなる公知・周知の構成を有する過給装置８が設けられている。
良く知られているように、コンプレッサ７は、可変タービン６の回転軸に連結されて、可変タービン６により回転せしめられて、圧縮された空気を吸入空気として吸気口１ａへ送出可能となっている。
In addition, there is also a known system whose main components include a variable turbine 6 provided downstream of the exhaust
As is well known, the
さらに、吸気管２には、先に述べた排気再循環通路４と過給装置８の間の適宜な位置において、吸入空気の冷却を行うインタークーラ９が設けられている。
そして、このインタークーラ９と排気再循環通路４との間には、吸気圧を検出する吸気圧センサ１１と、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ１２が設けられている。
Further, the
An
また、吸気管２においてコンプレッサ７より上流側の適宜な位置には、エアフィルタ１３が設けられており、その下流側の近傍には、吸入空気量を検出するエアマスセンサ１４が設けられている。
Further, an
上述した可変タービン６やＥＧＲバルブ５は、電子制御ユニット１０１により動作制御されるようになっている。
かかる電子制御ユニット１０１は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を備えると共に、入出力インターフェイス回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されてなるものである。
The operation of the variable turbine 6 and
The
この電子制御ユニット１０１には、先の吸気圧センサ１１、吸気温度センサ１２及びエアマスセンサ１４の各検出信号と共に、図示されないセンサ等により検出された車両の動作制御に必要な各種の信号、例えば、大気圧、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン冷却水温等が入力されるようになっている。
上述のように電子制御ユニット１０１に入力された各種の検出信号は、エンジン動作制御や、後述する本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理等に供されるようになっている。
The
The various detection signals inputted to the
次に、電子制御ユニット１０１により実行される本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理について、図２乃至図５を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理について概括的に説明する。
本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理は、ＥＧＲバルブ５の穴空きの有無を吸入空気量の変化に基づいて検出して故障判定を行うものである。
Next, EGR valve failure diagnosis processing in the embodiment of the present invention executed by the
First, EGR valve failure diagnosis processing in the embodiment of the present invention will be generally described.
In the EGR valve failure diagnosis process in the embodiment of the present invention, failure is determined by detecting the presence or absence of a hole in the
すなわち、本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理においては、まず、車両が惰性走行状態でＥＧＲバルブ５が全閉された後、吸気モデルに基づいて算出された吸入空気量のモデル値（吸気モデル値）に対する、実吸入空気量の比であるエアマス比が所定の閾値を下回るか否かを判定する。エアマス比が閾値を下回る場合、故障（穴空き）の可能性が疑われるため、ＥＧＲバルブ５を全開状態とし、エアマス比変動量が変動量閾値を上回るか否かを判定し、エアマス比変動量が変動量閾値を下回る場合に、ＥＧＲバルブ５に穴空きが生じて故障であると判定するものである（詳細は後述）。
That is, in the EGR valve failure diagnosis process in the embodiment of the present invention, first, after the
以下、図２乃至図４に示されたフローチャート及び図５に示された模式図を参照しつつ、本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理について具体的に説明する。
最初に、本発明の実施の形態における電子制御ユニット１０１は、従来同様、エンジン１の回転制御や燃料噴射制御、さらに、排気再循環制御などの車両の走行制御として必要な種々の制御が実行可能に構成されたものであることを前提とする。
Hereinafter, the EGR valve failure diagnosis process in the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 2 to 4 and the schematic diagram shown in FIG. 5.
First, the
かかる前提の下、電子制御ユニット１０１による処理が開始されると、最初に、燃料噴射量が基準噴射量を下回っているか否かが判定される（図２のステップＳ１１０）。
ステップＳ１１０において、燃料噴射量が基準噴射量を下回っていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１２０の処理へ進むこととなる。
When the
If it is determined in step S110 that the fuel injection amount is less than the reference injection amount (in the case of YES), the process proceeds to step S120, which will be described below.
一方、ステップＳ１１０において、燃料噴射量は基準噴射量を下回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、この故障診断処理を実行する状態にないとして、一旦、処理が終了され、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。メインルーチンにおいては、所要の他の処理が実行された後、再び、この一連の処理が開始されることとなる。 On the other hand, if it is determined in step S110 that the fuel injection amount is not less than the reference injection amount (in the case of NO), it is assumed that the failure diagnosis process is not in a state to be executed, and the process is temporarily terminated. The process returns to the main routine without being executed. In the main routine, after other necessary processes are executed, this series of processes is started again.
本発明の実施の形態におけるＥＧＲバルブ故障診断処理は、先に概説したように車両が惰性走行状態にある場合を実行条件としている。そのため、ステップＳ１１０においては、車両が惰性走行状態にあるか否かを判定するための判定要素の一つとして、燃料噴射量が判定されるものとなっている。そのため、基準噴射量は、車両が惰性走行状態にあると判定するに適する燃料噴射量に設定される。かかる基準噴射量は、車両の仕様等によって車両毎にその適切な値は異なるものであるので、車両の仕様等を考慮して、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて定めるのが好適である。 The EGR valve failure diagnosis process in the embodiment of the present invention is performed under the condition that the vehicle is in a coasting state as outlined above. Therefore, in step S110, the fuel injection amount is determined as one of the determining factors for determining whether the vehicle is in a coasting state. Therefore, the reference injection amount is set to a fuel injection amount suitable for determining that the vehicle is in a coasting state. Since the appropriate value for this reference injection amount differs from vehicle to vehicle depending on the vehicle specifications, etc., it is preferable to determine the standard injection amount based on test results, simulation results, etc., taking into account the vehicle specifications and the like.
また、本発明の実施の形態においては、電子制御ユニット１０１によるＥＧＲバルブ故障処理が開始された際、先のステップＳ１１０の処理の実行と共に、エアマス比算出処理が同時並列的に実行されるものとなっている（図２のステップＳ３００）。
図４には、エアマス比算出処理の手順を示すフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ、エアマス比算出処理の具体的手順について説明する。
このエアマス比算出処理は、以下に説明するように繰り返し実行されるサブルーチン処理となっている。
Further, in the embodiment of the present invention, when the EGR valve failure processing by the
FIG. 4 shows a flowchart showing the procedure of the air mass ratio calculation process, and the specific procedure of the air mass ratio calculation process will be described below with reference to the same figure.
This air mass ratio calculation process is a subroutine process that is repeatedly executed as described below.
以下、具体的に説明すれば、電子制御ユニット１０１による処理が開始されると、最初に、時間経過フラグがセットされているか否かが判定される（図４のステップＳ３１０）。
時間経過フラグは、後述する第１遅延時間の計測時に、第１遅延時間が経過したと判定された際にセットされるもので（図２のステップＳ１５０及びステップＳ１６０）、エアマス比初期値を算出するタイミングであることを示す指標である。
More specifically, when the
The time elapsed flag is set when it is determined that the first delay time has elapsed when measuring the first delay time (described later) (steps S150 and S160 in FIG. 2), and calculates the initial value of the air mass ratio. This is an indicator showing that it is time to do so.
ステップ３１０において、時間経過フラグがセットされていると判定された場合（ＹＥＳの場合）、エアマス比が算出されて初期値とされる（図４のステップＳ３２０）。
ここで、エアマス比は、本発明の実施の形態において、エアマス比＝実吸入空気量／吸入空気モデル量と定義されるものである。
If it is determined in step 310 that the time elapsed flag is set (in the case of YES), the air mass ratio is calculated and set as the initial value (step S320 in FIG. 4).
Here, in the embodiment of the present invention, the air mass ratio is defined as air mass ratio=actual intake air amount/intake air model amount.
この定義式において、実吸入空気量は、エアマスセンサ１４によって実測された実際の吸入空気量である。また、吸入空気モデル量は、吸気管２における吸入空気の変化をモデル化した吸気モデルに基づいて算出された理論上の吸入空気量である。吸気モデル自体は、本発明特有のものではなく既存のものである。
In this definition equation, the actual intake air amount is the actual intake air amount actually measured by the
このような物理モデルに基づいて、所望する物理量の理論上の値、いわゆるモデル値を算出する手法は、吸入空気量のみならず、車両の動作制御に用いられる他の物理量においても採用されていることは良く知られているとおりである。 The method of calculating theoretical values of desired physical quantities, so-called model values, based on such physical models is used not only for intake air volume but also for other physical quantities used to control vehicle operation. This is well known.
本発明の実施の形態における吸気モデルによる吸入空気モデル量の算出においては、少なくとも実際のエンジン回転数、燃料噴射制御処理において算出された目標燃料噴射量などが用いられると共に、算出された吸入空気モデル量の補正に、吸気圧センサ１１の検出値及び吸気温度センサ１２の検出値が用いられるものとなっている。
In calculating the intake air model amount using the intake model in the embodiment of the present invention, at least the actual engine rotation speed, the target fuel injection amount calculated in the fuel injection control process, etc. are used, and the calculated intake air model The detection value of the
上述のようにして算出されたエアマス比は初期値として、電子制御ユニット１０１の適宜な記憶領域に記憶される。
次いで、時間経過フラグがリセットされ（図４のステップＳ３３０）、先のステップＳ３１０へ戻り、一連の処理が繰り返されることとなる。
The air mass ratio calculated as described above is stored as an initial value in an appropriate storage area of the
Next, the time elapsed flag is reset (step S330 in FIG. 4), the process returns to step S310, and the series of processes is repeated.
一方、ステップＳ３１０において、時間経過フラグがセットされていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、エアマス比が算出される（図４のステップＳ３４０）。
次いで、算出されたエアマス比に対してフィルタ処理が施される（図４のステップＳ３５０）。
On the other hand, if it is determined in step S310 that the time elapsed flag is not set (NO), the air mass ratio is calculated (step S340 in FIG. 4).
Next, filter processing is performed on the calculated air mass ratio (step S350 in FIG. 4).
フィルタ処理は、本発明特有のものではなく、従来から知られている手法に基づくものである。エアマス比の算出には、先に述べたようにエアマスセンサ１４により検出された値が用いられるが、その検出値には不規則な値が含まれることもある。フィルタ処理は、このような不規則な検出値などを除外し、適正な値のエアマス比が算出されるようにする等の観点から行われる。
The filter processing is not unique to the present invention, but is based on conventionally known techniques. As described above, the value detected by the
次いで、エアマス比更新が行われる（図４のステップＳ３６０）。
すなわち、上述のようにして得られたエアマス比は、電子制御ユニット１０１の適宜な記憶領域に記憶、保持され、前回に算出されたエアマス比が最新の値に更新されることとなる。
この後、先のステップＳ３１０に戻り、一連の処理が再度繰り返されることとなる。エアマス比は、このようにして所定間隔で逐次算出され更新されるようになっている。
Next, the air mass ratio is updated (step S360 in FIG. 4).
That is, the air mass ratio obtained as described above is stored and held in an appropriate storage area of the
After this, the process returns to step S310, and the series of processes is repeated again. The air mass ratio is thus calculated and updated sequentially at predetermined intervals.
ここで、再び、図２の説明に戻ることとする。
ステップＳ１２０においては、エンジン回転数が所定回転範囲にあるか、又は、ＥＧＲバルブ５の全閉要求が発生しているか、少なくとも一方の条件が成立しているか否かが判定される。
ここで、所定回転範囲は、車両が、いわゆる惰性走行状態にあるとすることのできる、上限のエンジン回転数と、下限のエンジン回転数とで規定される判定値である。
Here, let us return to the explanation of FIG. 2 again.
In step S120, it is determined whether at least one of the following conditions is satisfied: whether the engine speed is within a predetermined rotation range, or whether a request to fully close the
Here, the predetermined rotation range is a determination value defined by an upper limit engine rotation speed and a lower limit engine rotation speed at which the vehicle can be considered to be in a so-called coasting state.
具体的な値は、個々の車両の仕様等によって異なるものであるので、それらを考慮して、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて選定するのが好適である。
また、ＥＧＲバルブ５の全閉要求は、いわゆる惰性走行の開始の際に発生するため、本発明の実施の形態においては、上述のエンジン回転数による惰性走行の開始の有無を判定する条件の一つとしている。
Since the specific value differs depending on the specifications of each individual vehicle, it is preferable to take these into consideration and select it based on test results, simulation results, etc.
Further, since the request to fully close the
図５（Ａ）には、エンジン回転数（ＮＥ）の変化例が二点鎖線の特性線により示されており、この例の場合、時刻ｔ１以降、エンジン回転数（ＮＥ）が惰性走行状態とされる回転数の範囲に低下している。
すなわち、時刻ｔ１においては、惰性走行を開始させるためアクセル（図示せず）が開放され、それに伴い、燃料噴射が停止され（図５（Ｂ）の二点鎖線参照）、同時に、ＥＧＲバルブ５が全閉状態とされる（図５（Ｃ）の二点鎖線参照）。
なお、図５（Ａ）～図（Ｇ）において、横軸はいずれも時間（Ｔ）を示している。
また、図５（Ａ）において縦軸はエンジン回転数（ＮＥ）を、図５（Ｂ）において縦軸は燃料噴射量（Ｑ）を、図５（Ｃ）において縦軸はＥＧＲバルブ開度（ＥＶ）を、図５（Ｄ）において縦軸はエアマス比（ＲＡ）を、図５（Ｅ）において縦軸はエアマス比変動量（ＴＲ）を、図５（Ｆ）において縦軸はテストフラグ（ＴＦ）を、図５（Ｇ）において縦軸はエラーフラグ（ＥＦ）を、それぞれ示している。
In FIG. 5(A), an example of a change in the engine speed (NE) is shown by a two-dot chain characteristic line, and in this example, after time t1, the engine speed (NE) is in a coasting state. The rotation speed has decreased to a range that is expected.
That is, at time t1, the accelerator (not shown) is released to start coasting, and accordingly, fuel injection is stopped (see the two-dot chain line in FIG. 5(B)), and at the same time, the
Note that in each of FIGS. 5A to 5G, the horizontal axis indicates time (T).
In addition, in FIG. 5(A), the vertical axis represents the engine speed (NE), in FIG. 5(B), the vertical axis represents the fuel injection amount (Q), and in FIG. 5(C), the vertical axis represents the EGR valve opening ( In FIG. 5(D), the vertical axis shows the air mass ratio (RA), in FIG. 5(E), the vertical axis shows the air mass ratio variation (TR), and in FIG. 5(F), the vertical axis shows the test flag ( In FIG. 5(G), the vertical axis indicates the error flag (EF).
しかして、ステップＳ１２０において、 いずれの条件も成立してないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ＥＧＲバルブ５の故障診断が実行できる状態ではないとして、一連の処理は終了されることとなる。
However, if it is determined in step S120 that none of the conditions are satisfied (in the case of NO), it is determined that the
一方、ステップＳ１２０において、少なくとも一方の条件が成立していると判定された場合（ＹＥＳの場合）、ＥＧＲバルブ開度が所定開度範囲にあるか否かが判定される（図２のステップＳ１３０）。 On the other hand, if it is determined in step S120 that at least one of the conditions is satisfied (in the case of YES), it is determined whether the EGR valve opening is within a predetermined opening range (step S130 in FIG. ).
ここで、所定開度範囲は、車両が、いわゆる惰性走行状態にあるとすることのできるＥＧＲバルブ５の開度であり、上限のバルブ開度と、下限のバルブ開度とで規定される判定値である。かかる所定開度範囲は、実際には全閉状態に相当するが、１００％完全な全閉状態を維持することが困難なことに鑑みて、全閉状態と近似できる範囲を上述のように所定開度範囲と定めている。
なお、所定開度範囲の具体的な値は、個々の車両の仕様等によって異なるものであるので、それらを考慮して、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて選定するのが好適である。
Here, the predetermined opening degree range is the opening degree of the
Note that the specific value of the predetermined opening degree range differs depending on the specifications of each individual vehicle, so it is preferable to take these into consideration and select it based on test results, simulation results, etc.
ステップＳ１３０において、ＥＧＲバルブ開度が所定開度範囲にないと判定された場合（ＮＯの場合）、ＥＧＲバルブ故障障診断が実行できる状態ではないとして、一連の処理は終了されることとなる。
一方、ステップＳ１３０において、ＥＧＲバルブ開度が所定開度範囲にあると判定された場合（ＹＥＳの場合）、第１遅延時間の計測が開始される（図２のステップＳ１４０）。
If it is determined in step S130 that the EGR valve opening is not within the predetermined opening range (in the case of NO), it is assumed that the EGR valve failure diagnosis cannot be performed, and the series of processes is terminated.
On the other hand, if it is determined in step S130 that the EGR valve opening is within the predetermined opening range (YES), measurement of the first delay time is started (step S140 in FIG. 2).
そして、第１遅延時間が経過したと判定されると（図２のステップＳ１５０）、時間経過フラグがセットされる（図２のステップＳ１６０）。
時間経過フラグは、先に説明したようにエアマス比算出ルーチンにおいてエアマス比の初期値算出に用いられる。
次いで、エアマス比が所定の閾値（以下、説明の便宜上「レシオ閾値」と称する）を上回っているか否かが判定される（図２のステップＳ１７０）。
この判定において、エアマス比は、エアマス比算出ルーチンにおいて算出され、電子制御ユニット１０１の適宜な記憶領域に記憶されている最新の値が用いられる。
Then, when it is determined that the first delay time has elapsed (step S150 in FIG. 2), a time elapsed flag is set (step S160 in FIG. 2).
As described above, the time elapsed flag is used to calculate the initial value of the air mass ratio in the air mass ratio calculation routine.
Next, it is determined whether the air mass ratio exceeds a predetermined threshold value (hereinafter referred to as a "ratio threshold value" for convenience of explanation) (step S170 in FIG. 2).
In this determination, the air mass ratio is calculated in the air mass ratio calculation routine and the latest value stored in an appropriate storage area of the
ＥＧＲバルブ５が正常である場合、ＥＧＲバルブ５が全閉状態とされてから少なくとも第１遅延時間経過した時点において、エアマス比は、通常、図５（Ｄ）において実線の特性線で示されたようにレシオ閾値を十分に越える。なお、図５（Ｄ）において、レシオ閾値は一点鎖線の直線で示されている。また、図５（Ｄ）において、二点鎖線は、エアマス比１を示している。
When the
ところが、ＥＧＲバルブ５に穴空きが生じているような場合、又は、いわゆるエアマスドリフトが発生している場合、エアマス比は、図５（Ｄ）の時刻ｔ１～時刻ｔ２間において、符号ｂが付された太点線の特性線で示されたようにレシオ閾値を下回ってしまう。
エアマスドリフト時のエアマス比の変化は、ＥＧＲバルブ５の穴空きによるものではなく、通常、ＥＧＲバルブ５は正常な状態にあると推察されるが、ＥＧＲバルブ５の全閉後におけるエアマス比の変化は、ＥＧＲバルブ５に穴空きが生じているような場合も、エアマスドリフトが発生している場合も、いずれもほぼ同一の変化となってしまう。そのため、第１遅延時間経過後のエアマス比がレシオ閾値を下回っただけでは、ＥＧＲバルブ５の故障が疑われるものの、エアマスドリフトを原因とするものである可能性もあり、即座に故障判定を下すことはできない。
However, if there is a hole in the
The change in air mass ratio during air mass drift is not due to a hole in the
なお、エアマスドリフトは、スロットルバルブ（図示せず）の開閉が急激に行われた場合やＥＧＲバルブ５が急激に閉じられた場合等に、吸入空気量が一時的に変動する現象である。
Note that air mass drift is a phenomenon in which the amount of intake air fluctuates temporarily when a throttle valve (not shown) is suddenly opened or closed, or when the
本発明の実施の形態においては、上述の点を考慮し、第１遅延時間が経過した時点においてエアマス比がレシオ閾値を下回っている場合、ＥＧＲバルブ５の故障が疑われる段階であるとして、以下に説明するような判定処理によって最終的にＥＧＲバルブ５が故障であるか否かの判定を行うようにしている。
In the embodiment of the present invention, in consideration of the above-mentioned points, if the air mass ratio is below the ratio threshold value after the first delay time has elapsed, it is determined that the
すなわち、ステップＳ１７０において、エアマス比がレシオ閾値を上回っていると判定された場合（ＹＥＳの場合）、正常と判定され（図３のステップＳ２３０）、一連の処理が終了されることとなる。
一方、ステップＳ１７０において、エアマス比がレシオ閾値を上回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）、すなわち、エアマス比がレシオ閾値を下回っている場合、ＥＧＲバルブ５が全開とされ（図２のステップＳ１８０）、第２遅延時間の計測が開始される（図３のステップＳ１９０）。
なお、この第２遅延時間や先の第１遅延時間は、特定の値に限定されるものではなく、車両の仕様等によって適切な値がそれぞれ異なるものであるので、それぞれ車両の仕様等を考慮し、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて選定するのが好適である。
That is, if it is determined in step S170 that the air mass ratio exceeds the ratio threshold value (in the case of YES), it is determined that the air mass ratio is normal (step S230 in FIG. 3), and the series of processes is ended.
On the other hand, if it is determined in step S170 that the air mass ratio does not exceed the ratio threshold (NO), that is, if the air mass ratio is below the ratio threshold, the
Note that this second delay time and the first delay time are not limited to specific values, and appropriate values differ depending on the vehicle specifications, so please take into consideration the vehicle specifications, etc. However, it is preferable to select based on test results, simulation results, etc.
図５（Ｃ）においては、ＥＧＲバルブ５のバルブ開度（ＥＶ）が全開に変化する場合の変化例が点線で示されている。
なお、図５において、時刻ｔ２は第２遅延時間の計測開始の時点であり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までが第２遅延時間に相当する。
また、時刻ｔ２～ｔ３間におけるエアマス比（ＲＡ）の変化例が図５（Ｄ）に示されている。すなわち、同図において符号ａが付された細点線の特性線は、ＥＧＲバルブ５に穴空きが生じているような場合のエアマス比（ＲＡ）の変化例であり、同図において、符号ｂが付された太点線の特性線は、エアマスドリフトが発生している場合のエアマス比（ＲＡ）の変化例である。通常、エアマスドリフトが発生している場合、そのエアマス比は、ＥＧＲバルブ５に穴空きが生じているような場合よりも低めとなる傾向にある（図５（Ｄ）参照）。
In FIG. 5C, an example of a change in the valve opening degree (EV) of the
In addition, in FIG. 5, time t2 is the time point at which measurement of the second delay time starts, and the period from time t2 to time t3 corresponds to the second delay time.
Further, an example of change in air mass ratio (RA) between times t2 and t3 is shown in FIG. 5(D). In other words, the thin dotted characteristic line marked with the symbol a in the same figure is an example of the change in air mass ratio (RA) when a hole is created in the
しかして、第２遅延時間が経過したと判定されると（図３のステップＳ２００）、エアマス比変動量が算出される（図３のステップＳ２１０）。
ここで、エアマス比変動量は、エアマス比変動量＝エアマス比－エアマス比初期値と定義されるものである。
When it is determined that the second delay time has elapsed (step S200 in FIG. 3), the air mass ratio fluctuation amount is calculated (step S210 in FIG. 3).
Here, the air mass ratio variation amount is defined as air mass ratio variation amount=air mass ratio−air mass ratio initial value.
エアマス比変動量の算出に用いられるエアマス比は、先に説明したようにエアマス比算出ルーチン（図２のステップＳ３００）において、所定の間隔で逐次算出されて電子制御ユニット１０１の適宜な記憶領域に記憶されている最新の値が用いられる。
また、エアマス比初期値は、エアマス比同様、エアマス比算出ルーチンにおいて算出され、電子制御ユニット１０１の適宜な記憶領域に記憶されているものが用いられる。
The air mass ratio used to calculate the air mass ratio fluctuation amount is sequentially calculated at predetermined intervals in the air mass ratio calculation routine (step S300 in FIG. 2) as described above, and is stored in an appropriate storage area of the
Further, as with the air mass ratio, the air mass ratio initial value is calculated in the air mass ratio calculation routine and is stored in an appropriate storage area of the
次いで、上述のようにして算出されたエアマス比変動量が所定の閾値（以後、説明の便宜上「変動量閾値」と称する）を上回っているか否かが判定される（図３のステップＳ２２０）。
ここで、変動量閾値は、車両の具体的な仕様等に応じて、その適切な値は異なるものであり、特定の値に限定されるものでない。したがって、車両の具体的な仕様等を考慮して、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて定めるのが好適である。
Next, it is determined whether the air mass ratio variation amount calculated as described above exceeds a predetermined threshold value (hereinafter referred to as a "variation amount threshold value" for convenience of explanation) (step S220 in FIG. 3).
Here, the appropriate value of the variation threshold value varies depending on the specific specifications of the vehicle, and is not limited to a specific value. Therefore, it is preferable to take into account the specific specifications of the vehicle and determine it based on test results, simulation results, etc.
しかして、ステップＳ２２０において、エアマス比変動量が変動量閾値を上回っていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ＥＧＲバルブ５は正常であると推定できるため、ＥＧＲバルブ正常との判定がなされて一連の処理が終了されることとなる（図３のステップＳ２３０）。
一方、エアマス比変動量が変動量閾値を上回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ＥＧＲバルブ５に穴空きが生じていると推定できるため、ＥＧＲバルブ故障との判定がなされて一連の処理が終了されることとなる（図３のステップＳ２４０）。
Therefore, if it is determined in step S220 that the air mass ratio fluctuation amount exceeds the fluctuation amount threshold (in the case of YES), it can be estimated that the
On the other hand, if it is determined that the air mass ratio variation does not exceed the variation threshold (NO), it can be assumed that there is a hole in the
図５（Ｅ）には、エアマス比変動量（ＴＲ）の変化例が示されており、同図において一点鎖線は変動量閾値を示している。
図５（Ｅ）において、符号ｃが付された細点線はＥＧＲバルブ５の穴空きがある場合のエアマス比変動量（ＴＲ）の変化例を、また、符号ｄが付された太点線はＥＧＲバルブ５が正常な場合のエアマス比変動量（ＴＲ）の変化例を、それぞれ示している。
FIG. 5(E) shows an example of a change in the air mass ratio variation (TR), and in the same figure, a dashed line indicates a variation threshold.
In FIG. 5(E), the thin dotted line with the symbol c represents an example of the change in air mass ratio fluctuation (TR) when there is a hole in the
なお、先に説明したように、ＥＧＲバルブ５の全閉後に、エアマスドリフトのためにエアマス比が一時的にレシオ閾値を下回っても、ＥＧＲバルブ５が全開された場合のエアマス比変動量は、図５（Ｅ）において符号ｄが付された太点線の特性線のように変動量閾値を上回ることとなる。
そのため、先に述べたようにエアマス比のみでは、エアマス比のレシオ閾値以下への低下がＥＧＲバルブ５の穴空きによるものか、エアマスドリフトによるものか判別できないが、エアマス比変動量によって穴空きが発生しているか否かを判定することができる。
As explained above, even if the air mass ratio temporarily falls below the ratio threshold due to air mass drift after the
Therefore, as mentioned earlier, it is not possible to determine whether the drop in the air mass ratio below the ratio threshold is due to a hole in the
また、図５（Ｆ）には、電子制御ユニット１０１内部で生成されるテストフラグ（ＴＦ）の変化例が示されている。このテストフラグ（ＴＦ）は、ステップＳ１７０においてエアマス比はレシオ閾値を上回っていると判定された場合、例えば、論理値Ｈｉｇｈにセットされる（図５（Ｆ）の二点鎖線参照）。一方、エアマス比はレシオ閾値を上回っていないと判定された場合、テストフラグ（ＴＦ）は、第２遅延時間経過時に論理値Ｈｉｇｈにセットされるものとなっている（図５（Ｆ）の点線参照）。
Further, FIG. 5F shows an example of changes in the test flag (TF) generated inside the
さらに、図５（Ｇ）には、電子制御ユニット１０１内部で生成されるエラーフラグ（ＥＦ）の変化例が示されている。エラーフラグ（ＥＦ）は、故障判定（図３のステップＳ２４０）がなされた際に、例えば、論理値Ｈｉｇｈにセットされるものとなっている（図５（Ｇ）の点線参照）。
Further, FIG. 5(G) shows an example of changes in the error flag (EF) generated inside the
なお、故障判定がなされた場合、通常、警告灯の点灯や鳴動素子の鳴動等の故障報知がなされるが、これは、車両の様々な故障、不具合等の発生時の報知等を行う警報報知処理によって別途実行されるようになっている。
すなわち、警報報知処理は、ＥＧＲバルブ故障診断処理や他の故障診断処理の故障判定の発生を検出し、それぞれに対応して必要な報知等を実行するものとなっている。
Note that when a failure is determined, a failure notification such as lighting of a warning light or sounding of a sounding element is normally made, but this is a warning notification that notifies the occurrence of various failures or malfunctions of the vehicle. It is designed to be executed separately depending on the process.
That is, the alarm notification process detects the occurrence of a failure determination in the EGR valve failure diagnosis process or other failure diagnosis process, and executes necessary notifications in response to each.
車両の走行特性に極力影響を与えることなく確実なＥＧＲバルブの穴空き検出が所望される車両に適用できる。 The present invention can be applied to vehicles in which reliable detection of holes in the EGR valve is desired without affecting the running characteristics of the vehicle as much as possible.
１…エンジン
４…排気再循環通路
５…ＥＧＲバルブ
１０１…電子制御ユニット
1...
Claims (4)
前記車両が惰性走行状態となり、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度が全閉状態、又は、全閉状態相当の所定の開度範囲となった後、前記ＥＧＲバルブを全開とし、しかる後、第２の遅延時間経過後に、直近に算出されたエアマス比から、予め算出されたエアマス比の初期値を減算して求められるエアマス比変動量が、所定の閾値である変動量閾値を下回っている場合に、前記ＥＧＲバルブの穴空きによる故障と診断し、
前記エアマス比は、吸気管における吸入空気の変化をモデル化した吸気モデルに基づいて算出された理論上の吸入空気量に対する、実測された吸入空気量の比として、所定の間隔で逐次算出され、
前記第２の遅延時間は、前記ＥＧＲバルブの全開時点から前記ＥＧＲバルブが全閉とされるまでの時間であることを特徴とするＥＧＲバルブ故障診断方法。 A method for diagnosing a failure of an EGR valve of an exhaust gas recirculation device installed in a vehicle, the method comprising:
After the vehicle enters a coasting state and the opening degree of the EGR valve reaches a fully closed state or a predetermined opening range equivalent to the fully closed state, the EGR valve is fully opened, and then the second After the delay time has elapsed, if the amount of air mass ratio fluctuation obtained by subtracting the initial value of the air mass ratio calculated in advance from the most recently calculated air mass ratio is less than the fluctuation amount threshold that is a predetermined threshold, Diagnosed as a failure due to a hole in the EGR valve,
The air mass ratio is calculated successively at predetermined intervals as a ratio of an actually measured intake air amount to a theoretical intake air amount calculated based on an intake model that models changes in intake air in the intake pipe ,
The EGR valve failure diagnosis method , wherein the second delay time is a time from when the EGR valve is fully opened to when the EGR valve is fully closed.
前記電子制御ユニットは、
吸気管における吸入空気の変化をモデル化した吸気モデルに基づいて算出された理論上の吸入空気量に対する、実測された吸入空気量の比であるエアマス比を所定の間隔で逐次算出する一方、
前記車両が惰性走行状態となり、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度が全閉状態、又は、全閉状態相当の所定の開度範囲となった後、前記ＥＧＲバルブを全開とし、しかる後、第２の遅延時間経過後に、直近に算出されたエアマス比から、予め算出されたエアマス比の初期値を減算して求められるエアマス比変動量が、所定の閾値である変動量閾値を下回っている場合に、前記ＥＧＲバルブの穴空きによる故障と診断するよう構成されてなり、
前記第２の遅延時間は、前記ＥＧＲバルブの全開時点から前記ＥＧＲバルブが全閉とされるまでの時間であることを特徴とする排気再循環装置。 An electromagnetically controlled EGR valve is provided in a communication passage that communicates an exhaust pipe and an intake pipe of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and the communication state of the communication passage is varied by controlling the operation of the EGR valve by an electronic control unit. , an exhaust gas recirculation device configured to be able to recirculate part of the exhaust gas to the intake side,
The electronic control unit includes:
The air mass ratio, which is the ratio of the actually measured intake air amount to the theoretical intake air amount calculated based on an intake model that models changes in intake air in the intake pipe, is calculated at predetermined intervals, while
After the vehicle enters a coasting state and the opening degree of the EGR valve reaches a fully closed state or a predetermined opening range equivalent to the fully closed state, the EGR valve is fully opened, and then the second After the delay time has elapsed, if the amount of air mass ratio fluctuation obtained by subtracting the initial value of the air mass ratio calculated in advance from the most recently calculated air mass ratio is less than the fluctuation amount threshold that is a predetermined threshold, configured to diagnose a failure due to a hole in the EGR valve ,
The exhaust gas recirculation device , wherein the second delay time is a time from when the EGR valve is fully opened to when the EGR valve is fully closed.
前記ＥＧＲバルブのバルブ開度が全閉状態、又は、全閉状態相当の所定の開度範囲となった時から第１遅延時間経過後に、直近のエアマス比が所定の閾値であるレシオ閾値を下回っている場合に、前記ＥＧＲバルブの全開を実行するよう構成されてなることを特徴とする請求項３記載の排気再循環装置。 The electronic control unit includes:
After a first delay time has elapsed since the valve opening of the EGR valve reaches a fully closed state or a predetermined opening range equivalent to a fully closed state, the most recent air mass ratio falls below a ratio threshold that is a predetermined threshold. 4. The exhaust gas recirculation device according to claim 3, wherein the exhaust gas recirculation device is configured to fully open the EGR valve when the EGR valve is opened.
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